[发明专利]烧结刀具及其加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及刀具加工领域，特别是涉及一种烧结刀具及其加工方法。

背景技术

聚晶立方氮化硼(PCBN，Polycrystalline Cubic Boron Nitride)是继人造金刚石之后，人工合成的一种新型超硬刀具材料，其硬度仅次于金刚石，在切削和磨销加工中得到广泛应用，是目前高速切削铁系金属最合适的刀具材料。聚晶立方氮化硼刀片的制作方法主要有两种：一种是一次聚合法，即直接用立方氮化硼(CBN)一次聚合成高密度的烧结体；另一种是二次聚合法，先合成高密度立方氮化硼，然后再以立方氮化硼为原料经高温高压烧结成聚晶立方氮化硼。

聚晶立方氮化硼刀片在实际使用过程中具有寿命不长的缺陷。

发明内容

本发明旨在提供一种寿命更长的烧结刀具及其加工方法。

一种烧结刀具的加工方法，包括：

提供烧结刀具；

对烧结刀具进行深冷处理，包括：在室温下，以不高于1°F/min的速度，将烧结刀具的温度降至-300～-280°F，并保持不少于8小时；然后再以不高于1°F/min的速度，将烧结刀具的温度升至室温。

在其中一个实施例中，所述烧结刀具为聚晶立方氮化硼刀具，所述提供烧结刀具的步骤包括用立方氮化硼烧结形成聚晶立方氮化硼刀具。

在其中一个实施例中，所述烧结刀具为聚晶立方氮化硼刀片与硬质合金基体的复合体，所述提供烧结刀具的步骤包括用立方氮化硼烧结形成聚晶立方氮化硼刀片，并将聚晶立方氮化硼刀片与硬质合金基体烧结形成复合体。

在其中一个实施例中，对烧结刀具进行深冷处理的步骤中，包括：在室温下，以0.5-0.7°F/min的速度，将烧结刀具的温度降至-300～-290°F，并保持12～18小时；然后再以0.5-0.7°F/min的速度，将烧结刀具的温度升至室温。

在其中一个实施例中，所述烧结刀具为硬质合金刀具，所述提供烧结刀具的步骤包括利用难熔金属的硬质化合物和粘结金属烧结形成硬质合金刀具。

在其中一个实施例中，对烧结刀具进行深冷处理的步骤中，包括：在室温下，以0.6-0.9°F/min的速度，将烧结刀具的温度降至-300～-280°F，并保持9～12小时；然后再以0.6-0.9°F/min的速度，将烧结刀具的温度升至室温。

一种烧结刀具，由上述的加工方法制成。

上述烧结刀具及其加工方法通过对烧结刀具成品进行深冷处理，在不改变结构尺寸和材质的前提下，可消除烧结刀具内部应力，延长烧结刀具使用寿命。

具体实施方式

本发明一实施例提供的烧结刀具加工方法，对成品的烧结刀具再作深冷处理，以使烧结刀具内部应力消除，而且尺寸和材质均无变化，与此同时，还可改善机械韧性及耐磨性。所述烧结刀具可以是聚晶立方氮化硼刀具，也可以是硬质合金刀具，还可以是由硬质合金基体与聚晶立方氮化硼刀片烧结而成的复合体刀具。

一具体实施例中，所述烧结刀具为聚晶立方氮化硼刀具。聚晶立方氮化硼刀具可以采用一次聚合法，在模具中直接用立方氮化硼一次聚合成高密度的烧结刀具。整体烧结的聚晶立方氮化硼刀具因没有硬质合金衬底，故散热性，韧性都更好。但也因直接烧结成形，故其内部元素比较活跃，分布的不大均匀。通过对烧结刀具进行深冷处理后可使分子排列的更加均匀，机械韧性及耐磨性均有提高，而且深冷处理不影响烧结刀具的尺寸和材质。

所述深冷处理包括在室温下，以不高于1°F/min的速度，将烧结刀具的温度降至-300～-280°F，并保持不少于8小时；然后再以不高于1°F/min的速度，将烧结刀具的温度升至室温。

在一实施例中，对烧结刀具进行深冷处理的步骤中，在室温(25℃左右，可以是20℃，也可以是22℃)下，以0.5-0.7°F/min的速度，将烧结刀具的温度降至-300～-290°F(-184℃～-178℃)，并保持12～18小时；然后再以0.5-0.7°F/min的速度，将烧结刀具的温度升至室温。

经实验验证，经此深冷处理后的烧结刀具相较于未经深冷处理的烧结刀具，寿命提高30％。